一种DC-DC电源模块的辐射效应测控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种DC-DC电源模块的辐射效应测控系统，在该系统中，同步信号收发单元连接于辐射单元和多通道采集存储控制单元之间，工作状态模拟单元包括程控电源模块和程控负载模块，多通道采集存储控制单元与程控电源模块的控制端口以及程控负载模块的控制端口相连；辐射单元的试验区域内放置DC-DC电源模块，DC-DC电源模块的输入端连接程控电源模块，DC-DC电源模块的输出端连接程控负载模块，多通道采集存储控制单元的各数据采集端口与DC-DC电源模块的需要监测的输入输出端口相连。本发明专利技术可实现多个参数高速并行采集和存储，还可以完整地捕捉到瞬态脉冲，实现多个DC/DC电源模块的切换接入测试。

【技术实现步骤摘要】
一种DC-DC电源模块的辐射效应测控系统
本专利技术涉及空间环境抗辐射试验
，尤其涉及一种DC-DC（DirectCurrent-DirectCurrent，直流转直流）电源模块的辐射效应测控系统。
技术介绍
空间辐射环境中存在多种高能射线粒子，它们会对空间工作的卫星等各种航天器造成威胁，其中高能质子和重离子对空间环境中应用的微电子器件的辐射损伤很大，易引发单粒子效应，从而导致器件失效。DC-DC电源模块广泛应用于各种航天器，由于DC-DC电源模块受辐射损伤引发的单粒子效应，会造成航天器内部器件特性产生波动甚至烧毁，严重威胁航天器的在轨寿命和可靠性。DC-DC电源模块的单粒子效应主要包括单粒子烧毁、单粒子锁定、单粒子功能中断和单粒子瞬态。当电流超过预设阈值，判定DC-DC电源模块发生单粒子锁定效应。当器件输出发生异常，且器件不重启无法恢复正常，判定器件发生单粒子功能中断效应。当DC-DC电源模块输出电压值跌至零附近，且被试器件重启仍无法恢复正常，判定DC-DC电源模块发生单粒子烧毁效应。单粒子瞬态效应，表现为在电路输出端上产生瞬态脉冲。前期研究表明，瞬态脉冲的脉宽可达1us量级。目前的DC-DC电源模块辐射效应测试系统，只能针对单个参数即单通道进行实时测试，且采样速率较低，无法完整地捕捉到瞬态脉冲，也无法实现多个参数的高速并行实时测试。目前的DC-DC电源模块辐射效应测试系统，无法实现和辐射源进行同步。一般做法是先将数据采集装置通电，然后由人工打开辐射源开始轰击粒子，并记录发生的辐射效应。这种方法无法精确记录辐射效应发生的时刻，粒子开始轰击前记录到的采集数据无效且浪费了宝贵的存储资源。目前的DC-DC电源模块辐射效应测试系统，当需进行多个DC/DC电源模块测试时，需要关闭辐射源并人工进入试验区域进行切换。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的DC-DC电源模块的辐射效应测控系统。本专利技术提供一种DC-DC电源模块的辐射效应测控系统，包括：辐射单元、同步信号收发单元、多通道采集存储控制单元和工作状态模拟单元，其中，同步信号收发单元连接于辐射单元和多通道采集存储控制单元之间，工作状态模拟单元包括程控电源模块和程控负载模块，多通道采集存储控制单元与程控电源模块的控制端口以及程控负载模块的控制端口相连；辐射单元的试验区域内放置DC-DC电源模块，DC-DC电源模块的输入端连接程控电源模块，DC-DC电源模块的输出端连接程控负载模块，多通道采集存储控制单元的各数据采集端口与DC-DC电源模块的需要监测的输入输出端口相连。进一步的，当DC-DC电源模块的数量为两个以上时，所述工作状态模拟单元还包括用于控制DC-DC电源模块切换接入测试的第一程控开关模块和第二程控开关，所述DC-DC电源模块的输入端通过第一程控开关模块连接程控电源模块，所述DC-DC电源模块的输出端通过第二程控开关模块连接程控负载模块，第一程控开关模块和第二程控开关模块受控于多通道采集存储控制单元。进一步的，所述多通道采集存储控制单元包括控制器、存储器和多个数据采集卡，每个数据采集卡对应一个数据采集端口，控制器控制各数据采集卡采集到DC-DC电源模块的输入输出端口的信号并存储于存储器中。进一步的，所述控制器采用PXIe-8133控制器，所述存储器采用PXIe磁盘阵列，所述数据采集卡采用美国国家仪器（NationalInstruments，简称NI）公司的PXIe-5122型号的数据采集卡。进一步的，所述多通道采集存储控制单元通过控制器提供的GPIB（General-PurposeInterfaceBus，通用接口总线）接口、USB（UniversalSerialBus，通用串行总线）接口或者LAN（LocalAreaNetwork，局域网）接口与程控电源模块的控制端口以及程控负载模块的控制端口相连。进一步的，在主动同步模式下，多通道采集存储控制单元通过同步信号收发单元向辐射单元发出启动信号，辐射单元开始对试验区域内的DC-DC电源模块轰击粒子，同时多通道采集存储控制单元通过其数据采集端口采集到DC-DC电源模块的输入输出端口的信号并存储于存储器中。进一步的，在被动同步模式下，辐射单元对试验区域内的DC-DC电源模块轰击粒子，当检测出粒子轰击到DC-DC电源模块时，辐射单元通过同步信号收发单元向多通道采集存储控制单元发送启动信号，多通道采集存储控制单元通过其数据采集端口采集到DC-DC电源模块的输入输出端口的信号并存储于存储器中。进一步的，所述系统还包括：远程计算机、路由器和示波器，所述示波器连接DC-DC电源模块的输出端，远程计算机通过路由器向多通道采集存储控制单元和示波器发送控制信号，以控制多通道采集存储控制单元按照测试要求进行测试，以及控制示波器开始工作。进一步的，所述系统还包括测温单元，所述测温单元包括：多路数据采集器和热敏传感器，热敏传感器设置在DC-DC电源模块封装底座的热点上，多通道采集存储控制单元与多路数据采集器的控制端口相连，多路数据采集器的数据采集端口连接热敏传感器，通过热敏传感器采集到DC-DC电源模块的温度。进一步的，所述多路数据采集器采用安捷伦公司的34972A。采用上述技术方案，本专利技术所述DC-DC电源模块的辐射效应测控系统与现有技术相比，至少具有下列优点：1）利用本专利技术可以实现与辐射单元的辐射效应同步地进行参数采集，克服了现有技术无法精确记录辐射效应发生时刻的缺点，同时避免了存储资源的浪费。2）本专利技术可实现多个参数高速并行采集和存储，解决了以往只能对单个参数进行在线测试的问题。3）本专利技术实现了程控电压跃变和程控负载跃变等动态测试功能。4）本专利技术实现了多个DC/DC电源模块的程控切换接入测试，克服了以往需要关闭辐射源并人工进入试验区域进行切换的缺点。5）本专利技术实现了试验过程中DC-DC变换器主要参数的在线测试。附图说明图1为本专利技术第一实施例的DC-DC电源模块的辐射效应测控系统结构示意图；图2为本专利技术第一实施例的DC-DC电源模块的辐射效应测控系统详细结构示意图；图3为本专利技术第二实施例的DC-DC电源模块的辐射效应测控系统结构示意图；图4为本专利技术第三实施例的DC-DC电源模块的辐射效应测控系统结构示意图；图5为本专利技术第三实施例的DC-DC电源模块的辐射效应测控系统测试流程示意图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本专利技术进行详细说明如后。本专利技术第一实施例，一种DC-DC电源模块的辐射效应测控系统，如图1所示，包括以下组成部分：辐射单元100、同步信号收发单元200、多通道采集存储控制单元300和工作状态模拟单元400，其中，同步信号收发单元200连接于辐射单元100和多通道采集存储控制单元300之间，工作状态模拟单元400包括程控电源模块和程控负载模块，多通道采集存储控制单元300与程控电源模块的控制端口以及程控负载模块的控制端口相连；辐射单元100的试验区域内放置DC-DC电源模块，辐射单元100中用于照射DC-DC电源模块的辐射源可以采用中国原子能院研制的辐射源设备。DC-DC电源模块的输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DC‑DC电源模块的辐射效应测控系统，其特征在于，辐射单元、同步信号收发单元、多通道采集存储控制单元和工作状态模拟单元，其中，同步信号收发单元连接于辐射单元和多通道采集存储控制单元之间，工作状态模拟单元包括程控电源模块和程控负载模块，多通道采集存储控制单元与程控电源模块的控制端口以及程控负载模块的控制端口相连；辐射单元的试验区域内放置DC‑DC电源模块，DC‑DC电源模块的输入端连接程控电源模块，DC‑DC电源模块的输出端连接程控负载模块，多通道采集存储控制单元的各数据采集端口与DC‑DC电源模块的需要监测的输入输出端口相连。

【技术特征摘要】
1.一种DC-DC电源模块的辐射效应测控系统，其特征在于，包括辐射单元、同步信号收发单元、多通道采集存储控制单元和工作状态模拟单元，其中，同步信号收发单元连接于辐射单元和多通道采集存储控制单元之间，工作状态模拟单元包括程控电源模块和程控负载模块，多通道采集存储控制单元与程控电源模块的控制端口以及程控负载模块的控制端口相连；辐射单元的试验区域内放置DC-DC电源模块，DC-DC电源模块的输入端连接程控电源模块，DC-DC电源模块的输出端连接程控负载模块，多通道采集存储控制单元的各数据采集端口与DC-DC电源模块的需要监测的输入输出端口相连。2.根据权利要求1所述的DC-DC电源模块的辐射效应测控系统，其特征在于，当DC-DC电源模块的数量为两个以上时，所述工作状态模拟单元还包括用于控制DC-DC电源模块切换接入测试的第一程控开关模块和第二程控开关模块，所述DC-DC电源模块的输入端通过第一程控开关模块连接程控电源模块，所述DC-DC电源模块的输出端通过第二程控开关模块连接程控负载模块，第一程控开关模块和第二程控开关模块受控于多通道采集存储控制单元。3.根据权利要求1所述的DC-DC电源模块的辐射效应测控系统，其特征在于，所述多通道采集存储控制单元包括控制器、存储器和多个数据采集卡，每个数据采集卡对应一个数据采集端口，控制器控制各数据采集卡采集到DC-DC电源模块的输入输出端口的信号并存储于存储器中。4.根据权利要求3所述的DC-DC电源模块的辐射效应测控系统，其特征在于，所述控制器采用PXIe-8133控制器，所述存储器采用PXIe磁盘阵列，所述数据采集卡采用美国国家仪器公司的PXIe-5122型号的数据采集卡。5.根据权利要求4所述的DC-DC电源模块的辐射效应测控系统，其特征在于，所述多通道采集存储控制单元通过控制器提供的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄东巍，贾昊，任翔，刘砚君，
申请(专利权)人：工业和信息化部电子工业标准化研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11